Введение к работе
Актуальность темы. В 2004 году Российской Федерацией был ратифицирован Киотский протокол. По условиям этого международного соглашения Россия взяла на себя обязательства по созданию национального кадастра выбросов парниковых газов и ежегодному представлению государственных докладов о динамике эмиссий парниковых газов в атмосферу (Справочное пособие: Парниковые газы – глобальный экологический ресурс, 2004). Создание подобного кадастра требует изучения и оценки всех источников парниковых газов, имеющихся на территории РФ. Сельское хозяйство, как отрасль, являющаяся одним из основных источников парниковых газов во всем мире, требует детального подхода в изучении механизмов образования (выделения в атмосферу) и способов регулирования поступления парниковых газов в атмосферу.
Парниковые газы, основными из которых являются углекислый газ (СО2), метан (СН4) и закись азота (N2O), удерживают теплое инфракрасное излучение в атмосфере нашей планеты, согревая ее. Увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере, по мнению ряда ученых, приводит к увеличению количества удерживаемого в атмосфере тепла и созданию парникового эффекта (Bouwman, 1990, Crutzen and Enhhalt, 1997-2000, Kroeze 1999).
Необходимость оценки эмиссии парниковых газов из сельскохозяйственных почв связана с важнейшей ролью, которую играют почвы в образовании этих газов (особенно N2O и CO2). По разным оценкам от 25% до 40% (Bouwman and Germon, 1998; Смагин, 2005; Кудеяров и др., 2007) парниковых газов имеют почвенное происхождение, что важно при рассмотрении ключевой позиции почвенного покрова в биосферном круговороте этих газов.
Цель работы - оценить эмиссию парниковых газов из сельскохозяйственных почв при использовании азотсодержащих минеральных удобрений и применении различных видов основной обработки почв.
Задачи исследования:
Определить влияние степени окультуренности пахотных дерново-подзолистых супесчаных почв на прямую эмиссию закиси азота при внесении минеральных удобрений;
Определить влияние азотсодержащих минеральных удобрений на прямую эмиссию закиси азота из пахотных дерново-подзолистых супесчаных почв при выращивании пропашных культур и культур сплошного сева;
Оценить влияние различных способов основной обработки почв на прямую эмиссию закиси азота из серых лесных среднесуглинистых почв;
Определить влияние сельскохозяйственного использования заливных лугов на эмиссию парниковых газов из органогенных почв.
Научная новизна. Впервые проведена оценка прямой эмиссии закиси азота из сельскохозяйственных дерново-подзолистых супесчаных почв Ленинградской области и серых лесных среднесуглинистых почв средней полосы РФ.
Установлены достоверные различия во влияние различных способов основной обработки почв на эмиссию закиси азота из серых лесных среднесуглинистых почв средней полосы РФ и даны рекомендации по применению способов основной обработки почв с целью снижения эмиссии закиси азота из почв.
Проведена комплексная оценка эмиссии углекислого газа, закиси азота и метана из торфяных почв с разной мощностью торфяного горизонта при интенсивном использовании заливных лугов под сенокосы.
Практическая значимость. Результаты работы могут использоваться при принятии решений о внесении минеральных азотсодержащих удобрений при выращивании пропашных культур, культур сплошного сева и трав, а также при принятии решений о применении различных способов основной обработки почв с целью снижения прямой эмиссии закиси азота из сельскохозяйственных почв.
Данные по прямым эмиссиям закиси азота из сельскохозяйственных почв могут быть использованы для проверки компьютерных моделей, прогнозирующих эмиссию этого газа из сельскохозяйственных почв.
Апробация работы. Основные положения работы были представлены на всероссийских и международных конференциях: «Эмиссия и сток парниковых газов на территории северной Евразии» (Пущино, Россия, 2007); «Современная агрофизика – высоким технологиям» (С-Пб, Россия, 2007); «BioPhys2007» (Люблин, Польша, 2007); Всероссийский Съезд Почвоведов (Ростов-на-Дону, Россия, 2008); «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, Россия, 2008); «Land Management in a Changing Environment» (Эдинбург, Шотландия, 2008); «Продукционный процесс растений: теория и практика эффективного и ресурсосберегающего управления» (С-Пб, Россия, 2009); «Методическое обеспечение мониторинга земель сельскохозяйственного назначения» (Москва, 2009); «Ресурсосберегающие технологии использования органических удобрений» (Владимир, Россия, 2009); «Soil Degradation» (Рига, Латвия, 2009); ISTRO «Sustainable agriculture» (Измир, Турция, 2009); «Снижение отрицательного воздействия на окружающую среду химически активного азота при производстве сельскохозяйственной продукции» (Пушкин, Россия, 2009); «Bioklima2010» (Прага, Чехия, 2010); «Актуальные проблемы развития АПК в Верхневолжье» (Суздаль, Россия, 2010).
Часть работы была выполнена в рамках международного сотрудничества с польским институтом Мелиорации и Луговодства в Фалентах (Щецин) при финансовой поддержке фонда имени Миановского.
Публикации. Материалы диссертации изложены в 23 работах, три из которых опубликованы в международных журналах (включенных в систему цитирования Scopus) и одна в российском реферируемом журнале из перечня ВАК.
Объем работы. Диссертация изложена на 132 страницах, состоит из 4 глав, сопровождается 39 рисунками и 18 таблицами. Список литературы включает 134 наименования, из которых 86 на иностранном языке.
Автор выражает глубокую признательность сотрудникам ГНУ АФИ Россельхозакадемии: своему научному руководителю, в.н.с., к.б.н., Н.П. Бучкиной, руководителю отдела Физики, физико-химии и биофизики почв, к.б.н., Е.В. Балашову и с.н.с., к.б.н., Е.Я. Рижия за помощь в организации и проведении исследований, а также сотрудникам ГНУ Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии д.б.н. С.И Зинченко и к.б.н. М.К. Зинченко за предоставление возможности проведения исследований на базе Владимирского НИИСХ. Автор также благодарен доктору Петру Бурчику с коллегами из Института мелиорации и луговодства в Фалентах, (Щецин, Польша) за помощь в организации и проведении эксперимента на торфяных почвах фермерских хозяйств Польши.
